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JP7716585B2 - Raw material for coating material for secondary battery separator, coating material for secondary battery separator, secondary battery separator and secondary battery - Google Patents
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JP7716585B2 - Raw material for coating material for secondary battery separator, coating material for secondary battery separator, secondary battery separator and secondary battery - Google Patents

Raw material for coating material for secondary battery separator, coating material for secondary battery separator, secondary battery separator and secondary battery

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JP7716585B2 JP2024523089A JP2024523089A JP7716585B2 JP 7716585 B2 JP7716585 B2 JP 7716585B2 JP 2024523089 A JP2024523089 A JP 2024523089A JP 2024523089 A JP2024523089 A JP 2024523089A JP 7716585 B2 JP7716585 B2 JP 7716585B2
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Description

本発明は、二次電池セパレータ用コート材原料、二次電池セパレータ用コート材、二次電池セパレータおよび二次電池に関する。詳しくは、本発明は、二次電池セパレータ用コート材原料、その二次電池セパレータ用コート材原料を含む二次電池セパレータ用コート材、その二次電池セパレータ用コート材の塗布膜を備える二次電池セパレータ、および、その二次電池セパレータを備える二次電池に関する。 The present invention relates to a coating material raw material for secondary battery separators, a coating material for secondary battery separators, a secondary battery separator, and a secondary battery. More specifically, the present invention relates to a coating material raw material for secondary battery separators, a coating material for secondary battery separators containing the coating material raw material for secondary battery separators, a secondary battery separator having a coating film of the coating material for secondary battery separators, and a secondary battery having the secondary battery separator.

従来、二次電池内には、正極と負極とを隔離し、電解液中のイオンを通過させるためのセパレータが備えられている。 Traditionally, secondary batteries are equipped with a separator that separates the positive and negative electrodes and allows ions in the electrolyte to pass through.

このようなセパレータとしては、例えば、ポリオレフィン多孔膜が知られている。 An example of such a separator is a polyolefin porous membrane.

一方、セパレータの表面には、耐熱性を付与する観点から、コート層が設けられる場合がある。このようなコート層は、バインダー樹脂と、無機粒子とを含む。On the other hand, a coating layer may be provided on the surface of the separator to impart heat resistance. Such a coating layer contains a binder resin and inorganic particles.

また、バインダー樹脂として、アクリル系水溶性ポリマーが挙げられる。そして、分散性の観点から、アクリル系水溶性ポリマーに、反応性界面活性剤単位を導入することが知られている。 Another example of a binder resin is an acrylic water-soluble polymer. From the perspective of dispersibility, it is known to introduce reactive surfactant units into the acrylic water-soluble polymer.

このようなバインダー樹脂として、例えば、反応性界面活性剤単位を含む水溶性重合体であって、水溶性重合体101重量部に対して、反応性界面活性剤単位が、1重量部である水溶性重合体が、提案されている(例えば、特許文献1の実施例1参照。)。 As such a binder resin, for example, a water-soluble polymer containing reactive surfactant units has been proposed, in which the reactive surfactant units are 1 part by weight per 101 parts by weight of the water-soluble polymer (see, for example, Example 1 of Patent Document 1).

また、バインダー樹脂として、反応性界面活性剤単位と、20重量%以上70重量%以下の酸基含有単量体単位とを含む水溶性重合体を含むリチウムイオン二次電池バインダー組成物が、提案されている(例えば、特許文献2参照。)。 In addition, a lithium ion secondary battery binder composition has been proposed that contains, as a binder resin, a water-soluble polymer that includes reactive surfactant units and 20% by weight or more and 70% by weight or less of acid group-containing monomer units (see, for example, Patent Document 2).

特開2014-222649号公報JP 2014-222649 A 国際公開2014/185381号パンフレットInternational Publication No. 2014/185381 Pamphlet

しかるに、コート層には、耐熱性とともに、透気性、および、基材に対する密着性(具体的には、ポリオレフィン多孔膜に対する密着性)が要求される。However, the coating layer is required to have heat resistance, as well as breathability and adhesion to the substrate (specifically, adhesion to the polyolefin porous membrane).

一方、特許文献1では、水溶性重合体に対して、反応性界面活性剤単位が少ないため、耐熱性、透気性および密着性が低下するという不具合がある。 On the other hand, Patent Document 1 has the disadvantage that the heat resistance, air permeability, and adhesion are reduced because the reactive surfactant units are too few compared to the water-soluble polymer.

また、特許文献2では、水溶性重合体に対して、酸基含有単量体単位が多いため、耐熱性、透気性および密着性が低下するという不具合がある。 Furthermore, Patent Document 2 has the disadvantage that the amount of acid group-containing monomer units is high compared to the water-soluble polymer, resulting in reduced heat resistance, air permeability, and adhesion.

本発明は、耐熱性、透気性および密着性に優れる二次電池セパレータ用コート材原料、その二次電池セパレータ用コート材原料を含む二次電池セパレータ用コート材、その二次電池セパレータ用コート材の塗布膜を備える二次電池セパレータ、および、その二次電池セパレータを備える二次電池を提供する。 The present invention provides a coating material raw material for secondary battery separators that has excellent heat resistance, air permeability, and adhesion, a coating material for secondary battery separators that contains the coating material raw material for secondary battery separators, a secondary battery separator that has a coating film of the coating material for secondary battery separators, and a secondary battery that has the secondary battery separator.

本発明[1]は、水溶性重合体を含み、前記水溶性重合体は、反応性界面活性剤に由来する第1構成単位と、酸性基含有ビニルモノマーに由来する第2構成単位とを含み、前記第1構成単位の含有割合が、前記水溶性重合体において、3質量%以上30質量%以下であり、前記第2構成単位の含有割合が、前記水溶性重合体において、3質量%以上19質量%以下である、二次電池セパレータ用コート材原料である。 The present invention [1] relates to a coating material raw material for secondary battery separators, which comprises a water-soluble polymer, the water-soluble polymer comprising a first structural unit derived from a reactive surfactant and a second structural unit derived from an acidic group-containing vinyl monomer, the content of the first structural unit being 3% by mass or more and 30% by mass or less in the water-soluble polymer, and the content of the second structural unit being 3% by mass or more and 19% by mass or less in the water-soluble polymer.

本発明[2]は、前記水溶性重合体のガラス転移温度が、150℃以上である、上記[1]に記載の二次電池セパレータ用コート材原料を含んでいる。 The present invention [2] includes the coating material raw material for secondary battery separators described in [1] above, in which the glass transition temperature of the water-soluble polymer is 150°C or higher.

本発明[3]は、前記水溶性重合体が、さらに、アミド基含有ビニルモノマーに由来する第3構成単位を含み、前記第3構成単位の含有割合が、前記水溶性重合体において、51質量%以上94質量%以下である、上記[1]または[2]に記載の二次電池セパレータ用コート材原料を含んでいる。 The present invention [3] includes the coating material raw material for secondary battery separators described in [1] or [2] above, in which the water-soluble polymer further contains a third structural unit derived from an amide group-containing vinyl monomer, and the content of the third structural unit in the water-soluble polymer is 51% by mass or more and 94% by mass or less.

本発明[4]は、前記反応性界面活性剤が、エーテルサルフェート型のアニオン反応性界面活性剤である、上記[1]~[3]のいずれか一項に記載の二次電池セパレータ用コート材原料を含んでいる。 The present invention [4] includes a coating material raw material for secondary battery separators described in any one of [1] to [3] above, in which the reactive surfactant is an ether sulfate-type anionic reactive surfactant.

本発明[5]は、前記エーテルサルフェート型のアニオン反応性界面活性剤が、エチレンオキサイド付加物である、上記[4]に記載の二次電池セパレータ用コート材原料を含んでいる。 The present invention [5] includes the coating material raw material for secondary battery separators described in [4] above, in which the ether sulfate-type anionic reactive surfactant is an ethylene oxide adduct.

本発明[6]は、前記反応性界面活性剤が、エチレンオキサイド付加型のノニオン反応性界面活性剤である、上記[1]~[3]のいずれか一項に記載の二次電池セパレータ用コート材原料を含んでいる。 The present invention [6] includes a coating material raw material for secondary battery separators described in any one of [1] to [3] above, in which the reactive surfactant is an ethylene oxide-added nonionic reactive surfactant.

本発明[7]は、エチレンオキサイドの付加モル数が、5モル以上30モル以下である、上記[5]または[6]に記載の二次電池セパレータ用コート材原料を含んでいる。 The present invention [7] includes a coating material raw material for secondary battery separators described in [5] or [6] above, in which the number of moles of ethylene oxide added is 5 moles or more and 30 moles or less.

本発明[8]は、上記[1]~[7]のいずれか一項に記載の二次電池セパレータ用コート材原料および無機粒子を含む、二次電池セパレータ用コート材を含んでいる。 The present invention [8] includes a coating material for a secondary battery separator, which comprises the coating material raw material for a secondary battery separator described in any one of [1] to [7] above and inorganic particles.

本発明[9]は、多孔膜と、前記多孔膜の少なくとも片面に配置される上記[8]に記載のセパレータ用コート材の塗布膜とを備える、二次電池セパレータを含んでいる。 The present invention [9] includes a secondary battery separator comprising a porous membrane and a coating film of the separator coating material described in [8] above, which is disposed on at least one side of the porous membrane.

本発明[10]は、正極と、負極と、前記正極および前記負極の間に配置される上記[9]に記載される二次電池セパレータとを備える、二次電池を含んでいる。 The present invention [10] includes a secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and the secondary battery separator described in [9] above, disposed between the positive electrode and the negative electrode.

本発明の二次電池セパレータ用コート材原料は、反応性界面活性剤に由来する第1構成単位と、酸性基含有ビニルモノマーに由来する第2構成単位とを、それぞれ、所定の割合で含む水溶性重合体を含む。そのため、耐熱性、透気性および密着性に優れる。The coating material raw material for secondary battery separators of the present invention contains a water-soluble polymer containing a first structural unit derived from a reactive surfactant and a second structural unit derived from an acidic group-containing vinyl monomer in a specified ratio. Therefore, the coating material has excellent heat resistance, air permeability, and adhesion.

本発明の二次電池セパレータ用コート材は、本発明の二次電池セパレータ用コート材原料を含む。そのため、耐熱性、透気性および密着性に優れる。 The coating material for secondary battery separators of the present invention contains the raw material for coating material for secondary battery separators of the present invention. Therefore, it has excellent heat resistance, air permeability, and adhesion.

本発明の二次電池セパレータは、本発明の二次電池セパレータ用コート材の塗布膜を備える。そのため、耐熱性、透気性および密着性に優れる。 The secondary battery separator of the present invention is provided with a coating film of the coating material for secondary battery separators of the present invention. Therefore, it has excellent heat resistance, air permeability, and adhesion.

本発明の二次電池は、本発明の二次電池セパレータを備える。そのため耐熱性、透気性および密着性に優れる。 The secondary battery of the present invention includes the secondary battery separator of the present invention, and therefore has excellent heat resistance, air permeability, and adhesion.

<二次電池セパレータ用コート材原料>
二次電池セパレータ用コート材原料は、水溶性重合体を含む。
<Raw material for coating materials for secondary battery separators>
The coating material raw material for a secondary battery separator contains a water-soluble polymer.

水溶性重合体は、反応性界面活性剤に由来する第1構成単位と、酸性基含有ビニルモノマーに由来する第2構成単位とを含む。 The water-soluble polymer contains a first structural unit derived from a reactive surfactant and a second structural unit derived from an acidic group-containing vinyl monomer.

このような水溶性重合体は、水溶性重合体原料を重合してなる重合体である。 Such water-soluble polymers are polymers obtained by polymerizing water-soluble polymer raw materials.

なお、水溶性重合体とは、一旦乾燥させた重合体を、水100mlに対し1gを24時間撹拌溶解させた後、300メッシュの金網でろ過した場合において、残存固形分が0.1%以下である重合体と定義される。 A water-soluble polymer is defined as a polymer that has been dried, and when 1 g of the polymer is dissolved in 100 ml of water by stirring for 24 hours, and then filtered through a 300 mesh wire mesh, the residual solid content is 0.1% or less.

水溶性重合体原料は、反応性界面活性剤と、酸性基含有ビニルモノマーとを含む。 The water-soluble polymer raw material contains a reactive surfactant and an acidic group-containing vinyl monomer.

[反応性界面活性剤]
反応性界面活性剤は、酸性基含有ビニルモノマーと共重合可能である界面活性剤である。詳しくは、反応性界面活性剤は、エチレン性不飽和基(例えば、ビニル基、(メタ)アクリロイル基)を有する界面活性剤である。
[Reactive surfactant]
The reactive surfactant is a surfactant that can be copolymerized with an acidic group-containing vinyl monomer. Specifically, the reactive surfactant is a surfactant that has an ethylenically unsaturated group (e.g., a vinyl group or a (meth)acryloyl group).

このような反応性界面活性剤として、例えば、アニオン反応性界面活性剤、および、ノニオン反応性界面活性剤が挙げられる。 Such reactive surfactants include, for example, anionic reactive surfactants and nonionic reactive surfactants.

アニオン反応性界面活性剤は、例えば、下記式(1)で示される。

上記式(1)において、R は、水素原子またはメチル基を示す。R は、好ましくは、水素原子を示す。
The anionic reactive surfactant is represented by, for example, the following formula (1):

In the above formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and preferably represents a hydrogen atom.

また、上記式(1)において、R は、炭素数1以上4以下のアルキレン基を示す。つまり、上記式(1)で示されるアニオン反応性界面活性剤は、アルキレンオキサイド付加物である。炭素数1以上4以下のアルキレン基として、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基およびブチレン基が挙げられる。R は、好ましくは、耐熱性、透気性、および、密着性(具体的には、多孔膜(後述)に対する密着性)を向上させる観点から、エチレン基を示す。つまり、上記式(1)で示されるアニオン反応性界面活性剤は、好ましくは、エチレンオキサイド付加物である。 In addition, in the above formula (1), R2 represents an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. That is, the anionic reactive surfactant represented by the above formula (1) is an alkylene oxide adduct. Examples of the alkylene group having 1 to 4 carbon atoms include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, and a butylene group. R2 preferably represents an ethylene group from the viewpoint of improving heat resistance, air permeability, and adhesion (specifically, adhesion to a porous membrane (described later)). That is, the anionic reactive surfactant represented by the above formula (1) is preferably an ethylene oxide adduct.

また、上記式(1)において、R は、アルキル基を示す。アルキル基として、例えば、直鎖のアルキル基、および、分岐のアルキル基が挙げられる。直鎖のアルキル基としては、炭素数1以上20以下の直鎖のアルキル基が挙げられる。炭素数1以上20以下の直鎖のアルキル基として、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、へプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基(ラウリル基)、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、および、エイコデシル基が挙げられる。 In addition, in the above formula (1), R3 represents an alkyl group. Examples of the alkyl group include a linear alkyl group and a branched alkyl group. Examples of the linear alkyl group include a linear alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Examples of the linear alkyl group having 1 to 20 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, an undecyl group, a dodecyl group (a lauryl group), a tridecyl group, a tetradecyl group, a pentadecyl group, a hexadecyl group, a heptadecyl group, an octadecyl group, a nonadecyl group, and an eicodecyl group.

分岐のアルキル基として、例えば、炭素数3以上16以下の分岐のアルキル基が挙げられる。炭素数3以上16以下の分岐のアルキル基として、例えば、イソプロピル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、1-エチルプロピル基、1-メチルブチル基、1-メチルペンチル基、1,1-ジメチルプロピル基、1,1-ジメチルブチル基、テキシル基、シクロヘキシル基、1,1-ジメチルペンチル基、1-メチルヘキシル基、1,1-ジメチルヘキシル基、1-メチルヘプチル基、2-メチルブチル基、2-エチルブチル基、2,2-ジメチルプロピル基、シクロヘキシルメチル基、2-エチルヘキシル基、2-プロピルペンチル基、および、3-メチルペンチル基が挙げられる。 Examples of branched alkyl groups include branched alkyl groups having from 3 to 16 carbon atoms. Examples of branched alkyl groups having from 3 to 16 carbon atoms include isopropyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, 1-ethylpropyl, 1-methylbutyl, 1-methylpentyl, 1,1-dimethylpropyl, 1,1-dimethylbutyl, thexyl, cyclohexyl, 1,1-dimethylpentyl, 1-methylhexyl, 1,1-dimethylhexyl, 1-methylheptyl, 2-methylbutyl, 2-ethylbutyl, 2,2-dimethylpropyl, cyclohexylmethyl, 2-ethylhexyl, 2-propylpentyl, and 3-methylpentyl groups.

は、好ましくは、直鎖のアルキル基を示す。R は、より好ましくは、炭素数8以上20以下の直鎖のアルキル基を示す。R は、さらに好ましくは、ウンデシル基を示す。 R3 preferably represents a linear alkyl group. R3 more preferably represents a linear alkyl group having from 8 to 20 carbon atoms. R3 further preferably represents an undecyl group.

また、上記式(1)において、R は、アルキレン基を示す。アルキレン基として、例えば、直鎖のアルキレン基、および、分岐のアルキレン基が挙げられる。直鎖のアルキレン基として、例えば、炭素数1以上10以下の直鎖のアルキレン基が挙げられる。炭素数1以上10以下の直鎖のアルキレン基として、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、および、デシレン基が挙げられる。 In addition, in the above formula (1), R4 represents an alkylene group. Examples of the alkylene group include a linear alkylene group and a branched alkylene group. Examples of the linear alkylene group include a linear alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. Examples of the linear alkylene group having 1 to 10 carbon atoms include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentylene group, a hexylene group, a heptylene group, an octylene group, a nonylene group, and a decylene group.

分岐のアルキレン基として、例えば、炭素数3以上10以下のアルキレン基が挙げられる。炭素数3以上10以下のアルキレン基として、例えば、イソプロピレン、イソブチレン、s-ブチレン、t-ブチレン、イソペンチレン、s-ペンチレン、2-メチルヘキシレン、および、2-エチルヘキシレンが挙げられる。 Examples of branched alkylene groups include alkylene groups having 3 to 10 carbon atoms. Examples of alkylene groups having 3 to 10 carbon atoms include isopropylene, isobutylene, s-butylene, t-butylene, isopentylene, s-pentylene, 2-methylhexylene, and 2-ethylhexylene.

は、アニオン系の親水基を示す。アニオン系の親水基として、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、および、リン酸基が挙げられる。また、これらの官能基は、塩(例えば、ナトリウム塩、カリウム塩カルシウム塩、マグネシウム塩、アンモニウム塩)を形成してもよい。R は、好ましくは、耐熱性、透気性、および、密着性を向上させる観点から、スルホン酸基の塩(例えば、-SOX、Xは塩を示す。)示す。つまり、アニオン反応性界面活性剤は、好ましくは、エーテルサルフェート型のアニオン反応性界面活性剤である。R は、より好ましくは、-SONHを示す。 R5 represents an anionic hydrophilic group. Examples of anionic hydrophilic groups include a carboxyl group, a sulfonic acid group, and a phosphate group. These functional groups may also form salts (e.g., sodium salts, potassium salts , calcium salts, magnesium salts, and ammonium salts). R5 preferably represents a salt of a sulfonic acid group (e.g., —SO 3 X, where X represents a salt) from the viewpoint of improving heat resistance, air permeability, and adhesion. In other words, the anionic reactive surfactant is preferably an ether sulfate-type anionic reactive surfactant. R5 more preferably represents —SO 3 NH 4 .

mは、0または1を示す。mは、好ましくは、0を示す。 m represents 0 or 1. m preferably represents 0.

nは、アルキレンオキサイド(好ましくは、エチレンオキサイド)の付加モル数を示す。nは、例えば、4以上、反応性界面活性剤の水への溶解度の低下によって、反応性界面活性剤が共重合しにくくなることを抑制して、耐熱性および密着性を向上させる観点から、好ましくは、5以上、より好ましくは、10以上、また、例えば、45以下、好ましくは、40以下、より好ましくは、35以下、さらに好ましくは、耐熱性を向上させる観点から、30以下、とりわけ好ましくは、25以下、最も好ましくは、20以下である。 n represents the number of moles of alkylene oxide (preferably ethylene oxide) added. n is, for example, 4 or more, and from the viewpoint of suppressing copolymerization difficulties of the reactive surfactant due to a decrease in the solubility of the reactive surfactant in water and improving heat resistance and adhesion, preferably 5 or more, more preferably 10 or more, and from the viewpoint of improving heat resistance and adhesion, for example, 45 or less, preferably 40 or less, more preferably 35 or less, and even more preferably 30 or less, particularly preferably 25 or less, and most preferably 20 or less.

そして、アニオン反応性界面活性剤は、好ましくは、耐熱性、透気性、および、密着性を向上させる観点から、下記式(2)で示される。
The anionic reactive surfactant is preferably represented by the following formula (2) from the viewpoint of improving heat resistance, air permeability, and adhesion.

上記式(2)で示されるアニオン反応性界面活性剤は、上記式(1)において、R が、水素原子を示し、R が、エチレン基を示し、R が、ウンデシル基を示し、R が、-SONHを示し、mが、0を示すアニオン反応性界面活性剤である。 The anionic reactive surfactant represented by the above formula (2) is an anionic reactive surfactant in which, in the above formula (1), R 1 represents a hydrogen atom, R 2 represents an ethylene group, R 3 represents an undecyl group, R 5 represents —SO 3 NH 4 , and m represents 0.

また、アニオン反応性界面活性剤は、市販品を用いることもできる。このような市販品として、例えば、アデカリアソープSRシリーズ(上記式(2)で示されるアニオン反応性界面活性剤、ADEKA社製)が挙げられる。Commercially available anionic reactive surfactants can also be used. Examples of such commercially available products include the ADEKA REASOAP SR series (anionic reactive surfactants represented by the above formula (2), manufactured by ADEKA Corporation).

ノニオン反応性界面活性剤は、例えば、下記式(3)で示される。
The nonionic reactive surfactant is represented by, for example, the following formula (3):

上記式(3)において、R ~R 、mおよびnは、上記式(1)におけるR ~R 、mおよびnと同義である。 In the above formula (3), R 1 to R 4 , m and n have the same meanings as R 1 to R 4 , m and n in the above formula (1).

上記式(3)において、R は、好ましくは、水素原子を示す。 In the above formula (3), R 1 preferably represents a hydrogen atom.

また、上記式(3)において、R は、好ましくは、エチレン基を示す。つまり、ノニオン反応性界面活性剤は、好ましくは、耐熱性、透気性、および、密着性を向上させる観点から、エチレンオキサイド付加物(エチレンオキサイド付加型のノニオン反応性界面活性剤)である。 In addition, in the above formula (3), R2 preferably represents an ethylene group. That is, the nonionic reactive surfactant is preferably an ethylene oxide adduct (an ethylene oxide adduct-type nonionic reactive surfactant) from the viewpoint of improving heat resistance, air permeability, and adhesion.

また、上記式(3)において、R は、好ましくは、直鎖のアルキル基を示す。R は、より好ましくは、ウンデシル基を示す。また、上記式(3)において、R は、好ましくは、直鎖のアルキレン基を示す。R は、より好ましくは、エチレン基を示す。また、上記式(3)において、mは、1を示す。 In the above formula (3), R3 preferably represents a linear alkyl group. R3 more preferably represents an undecyl group. In the above formula (3), R4 preferably represents a linear alkylene group. R4 more preferably represents an ethylene group. In the above formula (3), m represents 1.

また、上記式(3)において、nは、例えば、4以上、反応性界面活性剤の水への溶解度の低下によって、反応性界面活性剤が共重合しにくくなることを抑制して、耐熱性および密着性を向上させる観点から、5以上、より好ましくは、10以上、また、例えば、45以下、好ましくは、40以下、より好ましくは、35以下、さらに好ましくは、耐熱性を向上させる観点から、30以下、とりわけ好ましくは、25以下、最も好ましくは、20以下である。 In addition, in the above formula (3), n is, for example, 4 or more, and from the viewpoint of preventing the reactive surfactant from becoming difficult to copolymerize due to a decrease in the solubility of the reactive surfactant in water and improving heat resistance and adhesion, n is, for example, 45 or less, preferably 40 or less, more preferably 35 or less, and even more preferably 30 or less, particularly preferably 25 or less, and most preferably 20 or less, from the viewpoint of improving heat resistance.

ノニオン反応性界面活性剤は、好ましくは、下記式(4)で示される。
The nonionic reactive surfactant is preferably represented by the following formula (4):

上記式(4)で示されるノニオン反応性界面活性剤は、上記式(3)において、R が、水素原子を示し、R が、エチレン基を示し、R が、ウンデシル基を示し、R が、エチレン基を示し、mが、1を示すノニオン反応性界面活性剤である。 The nonionic reactive surfactant represented by the above formula (4) is a nonionic reactive surfactant in which, in the above formula (3), R1 represents a hydrogen atom, R2 represents an ethylene group, R3 represents an undecyl group, R4 represents an ethylene group, and m represents 1.

また、ノニオン反応性界面活性剤は、市販品を用いることもできる。このような市販品として、例えば、アデカリアソープERシリーズ(上記式(4)で示されるノニオン反応性界面活性剤、ADEKA社製)、および、アクアロンKHシリーズ(上記式(4)で示されるノニオン反応性界面活性剤、第一工業製薬株式会社製)が挙げられる。Commercially available nonionic reactive surfactants can also be used. Examples of such commercially available products include the ADEKA REASOAP ER series (nonionic reactive surfactants represented by the above formula (4), manufactured by ADEKA Corporation) and the AQUALON KH series (nonionic reactive surfactants represented by the above formula (4), manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.).

そして、反応性界面活性剤は、多孔膜(後述)の種類、多孔膜(後述)に施す表面処理の種類に応じて、適宜選択される。 The reactive surfactant is selected appropriately depending on the type of porous membrane (described below) and the type of surface treatment to be applied to the porous membrane (described below).

反応性界面活性剤は、単独使用または2種類以上併用することができる。 Reactive surfactants can be used alone or in combination of two or more types.

反応性界面活性剤の含有割合は、水溶性重合体原料に対して、例えば、3質量%以上、好ましくは、密着性をより一層向上させる観点から、5質量%以上、また、例えば、30質量%以下、好ましくは、20質量%以下、より好ましくは、15質量%以下、さらに好ましくは、10質量%以下、とりわけ好ましくは、9質量%以下である。The content of the reactive surfactant is, for example, 3% by mass or more, preferably 5% by mass or more from the viewpoint of further improving adhesion, and, for example, 30% by mass or less, preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, even more preferably 10% by mass or less, and particularly preferably 9% by mass or less, relative to the water-soluble polymer raw material.

[酸性基含有ビニルモノマー]
酸性基含有ビニルモノマーとして、例えば、カルボキシ基含有ビニルモノマー、スルホン酸基含有ビニルモノマー、および、リン酸基含有ビニルモノマーが挙げられる。
[Acidic group-containing vinyl monomer]
Examples of the acidic group-containing vinyl monomer include a carboxyl group-containing vinyl monomer, a sulfonic acid group-containing vinyl monomer, and a phosphoric acid group-containing vinyl monomer.

カルボキシ基含有ビニルモノマーは、反応性界面活性剤と共重合可能であり、カルボキシ基を含有するビニルモノマーである。 Carboxy group-containing vinyl monomers are vinyl monomers that contain a carboxy group and are copolymerizable with reactive surfactants.

カルボキシ基含有ビニルモノマーとしては、例えば、モノカルボン酸、ジカルボン酸、または、これらの塩が挙げられる。モノカルボン酸としては、例えば、(メタ)アクリル酸が挙げられる。ジカルボン酸としては、例えば、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、無水イタコン酸、無水マレイン酸、および、無水フマル酸が挙げられる。なお、(メタ)アクリルは、メタクリルおよび/またはアクリルである。 Examples of carboxyl group-containing vinyl monomers include monocarboxylic acids, dicarboxylic acids, and salts thereof. Examples of monocarboxylic acids include (meth)acrylic acid. Examples of dicarboxylic acids include itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic anhydride, maleic anhydride, and fumaric anhydride. Note that (meth)acrylic refers to methacrylic and/ or acrylic.

カルボキシ基含有ビニルモノマーとして、好ましくは、モノカルボン酸が挙げられる。カルボキシ基含有ビニルモノマーとして、より好ましくは、(メタ)アクリル酸が挙げられる。カルボキシ基含有ビニルモノマーとして、さらに好ましくは、メタクリル酸が挙げられる。 Preferably, the carboxyl group-containing vinyl monomer is a monocarboxylic acid. More preferably, the carboxyl group-containing vinyl monomer is (meth)acrylic acid. Even more preferably, the carboxyl group-containing vinyl monomer is methacrylic acid.

スルホン酸基含有ビニルモノマーは、反応性界面活性剤と共重合可能であり、スルホン酸基を含有するビニルモノマーである。 Sulfonic acid group-containing vinyl monomers are vinyl monomers that contain sulfonic acid groups and are copolymerizable with reactive surfactants.

スルホン酸基含有ビニルモノマーとしては、例えば、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸、および、アクリルアミドt-ブチルスルホン酸が挙げられる。また、スルホン酸基含有ビニルモノマーには、その塩が含まれる。スルホン酸基含有ビニルモノマーの塩としては、例えば、アルカリ金属塩(例えば、ナトリウム塩、カリウム塩)、および、アンモニウム塩が挙げられる。具体的には、例えば、アリルスルホン酸ナトリウム、メタリルスルホン酸ナトリウム、および、メタリルスルホン酸アンモニウムが挙げられる。 Examples of sulfonic acid group-containing vinyl monomers include allyl sulfonic acid, methallyl sulfonic acid, and acrylamido t-butyl sulfonic acid. Sulfonic acid group-containing vinyl monomers also include their salts. Examples of salts of sulfonic acid group-containing vinyl monomers include alkali metal salts (e.g., sodium salts, potassium salts) and ammonium salts. Specific examples include sodium allyl sulfonate, sodium methallyl sulfonate, and ammonium methallyl sulfonate.

リン酸基含有ビニルモノマーは、反応性界面活性剤と共重合可能であり、リン酸基を含有するビニルモノマーである。 Phosphate group-containing vinyl monomers are vinyl monomers that contain a phosphate group and are copolymerizable with reactive surfactants.

リン酸基含有ビニルモノマーとして、例えば、2-メタクロイロキシエチルアシッドフォスフェートが挙げられる。 An example of a vinyl monomer containing a phosphoric acid group is 2- methacryloyloxyethyl acid phosphate.

酸性基含有ビニルモノマーとして、耐熱性の観点から、好ましくは、カルボキシ基含有ビニルモノマーが挙げられる。 From the standpoint of heat resistance, preferred examples of acidic group-containing vinyl monomers include carboxyl group-containing vinyl monomers.

酸性基含有ビニルモノマーは、単独使用または2種類以上併用することができる。 Acidic group-containing vinyl monomers can be used alone or in combination of two or more types.

酸性基含有ビニルモノマーの含有割合は、水溶性重合体原料に対して、例えば、3質量%以上、好ましくは、5質量%以上、また、例えば、19質量%以下、好ましくは、耐熱性および密着性をより向上させる観点から、15質量%以下、より好ましくは、10質量%以下である。The content of the acidic group-containing vinyl monomer is, for example, 3% by mass or more, preferably 5% by mass or more, and, for example, 19% by mass or less, preferably 15% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, relative to the water-soluble polymer raw material, from the viewpoint of further improving heat resistance and adhesion.

[アミド基含有ビニルモノマー]
水溶性重合体原料は、好ましくは、アミド基含有ビニルモノマーを含む。詳しくは後述するが、水溶性重合体原料が、アミド基含有ビニルモノマーを含む場合には、水溶性重合体は、アミド基含有ビニルモノマーに由来する第3構成単位を含む。
[Amide group-containing vinyl monomer]
The water-soluble polymer raw material preferably contains an amide group-containing vinyl monomer. As will be described in detail later, when the water-soluble polymer raw material contains an amide group-containing vinyl monomer, the water-soluble polymer contains a third constitutional unit derived from the amide group-containing vinyl monomer.

アミド基含有ビニルモノマーは、反応性界面活性剤および酸性基含有ビニルモノマーと共重合可能であり、アミド基を含有するビニルモノマーである。 Amide group-containing vinyl monomers are vinyl monomers that contain an amide group and are copolymerizable with reactive surfactants and acid group-containing vinyl monomers.

アミド基含有ビニルモノマーとして、例えば、メタクリルアミド、および、アクリルアミドが挙げられる。 Examples of amide group-containing vinyl monomers include methacrylamide and acrylamide.

アミド基含有ビニルモノマーとして、好ましくは、メタクリルアミドが挙げられる。 A preferred example of an amide group-containing vinyl monomer is methacrylamide.

アミド基含有ビニルモノマーは、単独使用または2種類以上併用することができる。 Amido group-containing vinyl monomers can be used alone or in combination of two or more types.

アミド基含有ビニルモノマーの含有割合は、水溶性重合体原料に対して、例えば、20質量%以上、好ましくは、40質量%以上、より好ましくは、45質量%以上、さらに好ましくは、耐熱性、透気性、および、密着性をより一層向上させる観点から、51質量%以上、とりわけ好ましくは、60質量%以上、最も好ましくは、70質量%以上、また、例えば、94質量%以下、好ましくは、80質量%以下である。The content of the amide group-containing vinyl monomer relative to the water-soluble polymer raw material is, for example, 20% by mass or more, preferably 40% by mass or more, more preferably 45% by mass or more, and from the viewpoint of further improving heat resistance, air permeability, and adhesion, even more preferably 51% by mass or more, particularly preferably 60% by mass or more, most preferably 70% by mass or more, and for example, 94% by mass or less, preferably 80% by mass or less.

[共重合性モノマー]
水溶性重合体原料は、好ましくは、共重合性モノマーを含む。詳しくは後述するが、水溶性重合体原料が、共重合性モノマーを含む場合には、水溶性重合体は、共重合性モノマーに由来する第4構成単位を含む。
[Copolymerizable Monomer]
The water-soluble polymer raw material preferably contains a copolymerizable monomer. As will be described in detail later, when the water-soluble polymer raw material contains a copolymerizable monomer, the water-soluble polymer contains a fourth constitutional unit derived from the copolymerizable monomer.

共重合性モノマーは、反応性界面活性剤、酸性基含有ビニルモノマーおよびアミド基含有ビニルモノマーと共重合可能なモノマーである。 The copolymerizable monomer is a monomer that can be copolymerized with a reactive surfactant, an acid group-containing vinyl monomer, and an amide group-containing vinyl monomer.

共重合性モノマーとして、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、官能基含有ビニルモノマー(酸性基含有ビニルモノマーおよびアミド基含有ビニルモノマーを除く。
)、ビニルエステル類、芳香族ビニルモノマー、N-置換不飽和カルボン酸アミド、複素環式ビニル化合物、ハロゲン化ビニリデン化合物、α-オレフィン類、ジエン類、および、架橋性ビニルモノマーが挙げられる。
Examples of copolymerizable monomers include (meth)acrylic acid alkyl esters and functional group-containing vinyl monomers (excluding acidic group-containing vinyl monomers and amide group-containing vinyl monomers).
), vinyl esters, aromatic vinyl monomers, N-substituted unsaturated carboxylic acid amides, heterocyclic vinyl compounds, vinylidene halide compounds, α-olefins, dienes, and crosslinkable vinyl monomers.

(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、炭素数1~12のアルキル部分を有するアルキル(メタ)アクリレートが挙げられる。炭素数1~12のアルキル部分を有するアルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、炭素数1~4のアルキル部分を有するアルキル(メタ)アクリレート、および、炭素数5~12のアルキル部分を有するアルキル(メタ)アクリレートが挙げられる。炭素数1~4のアルキル部分を有するアルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、および、t-ブチル(メタ)アクリレートが挙げられる。炭素数5~12のアルキル部分を有するアルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、n-アミル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、および、オクタデシル(メタ)アクリレートが挙げられる。 Examples of (meth)acrylic acid alkyl esters include alkyl (meth)acrylates having an alkyl moiety with 1 to 12 carbon atoms. Examples of alkyl (meth)acrylates having an alkyl moiety with 1 to 12 carbon atoms include alkyl (meth)acrylates having an alkyl moiety with 1 to 4 carbon atoms and alkyl (meth)acrylates having an alkyl moiety with 5 to 12 carbon atoms. Examples of alkyl (meth)acrylates having an alkyl moiety with 1 to 4 carbon atoms include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, and t-butyl (meth)acrylate. Examples of alkyl(meth)acrylates having an alkyl moiety with 5 to 12 carbon atoms include n-amyl(meth)acrylate, isoamyl(meth)acrylate, n-hexyl(meth)acrylate, 2-ethylhexyl(meth)acrylate, octyl(meth)acrylate, decyl(meth)acrylate, dodecyl(meth)acrylate, and octadecyl(meth)acrylate.

(メタ)アクリル酸アルキルエステルとして、好ましくは、炭素数1~4のアルキル部分を有するアルキル(メタ)アクリレートが挙げられる。 As the (meth)acrylic acid alkyl ester, preferably, an alkyl (meth)acrylate having an alkyl portion having 1 to 4 carbon atoms is used.

官能基含有ビニルモノマー(酸性基含有ビニルモノマーおよびアミド基含有ビニルモノマーを除く。)としては、例えば、水酸基含有ビニルモノマー、アミノ基含有ビニルモノマー、グリシジル基含有ビニルモノマー、シアノ基含有ビニルモノマー、および、アセトアセトキシ基含有ビニルモノマーが挙げられる。 Examples of functional group-containing vinyl monomers (excluding acidic group-containing vinyl monomers and amide group-containing vinyl monomers) include hydroxyl group-containing vinyl monomers, amino group-containing vinyl monomers, glycidyl group-containing vinyl monomers, cyano group-containing vinyl monomers, and acetoacetoxy group-containing vinyl monomers.

水酸基含有ビニルモノマーとして、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、および、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートが挙げられる。水酸基含有ビニルモノマーとして、好ましくは、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートが挙げられる。水酸基含有ビニルモノマーとして、より好ましくは、2-ヒドロキシエチルメタクリレートが挙げられる。 Examples of hydroxyl group-containing vinyl monomers include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate and 2-hydroxypropyl (meth)acrylate. A preferred example of a hydroxyl group-containing vinyl monomer is 2-hydroxyethyl (meth)acrylate. A more preferred example of a hydroxyl group-containing vinyl monomer is 2-hydroxyethyl methacrylate.

アミノ基含有ビニルモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸2-アミノエチル、(メタ)アクリル酸2-(N-メチルアミノ)エチル、および、(メタ)アクリル酸2-(N,N-ジメチルアミノ)エチルが挙げられる。 Examples of amino group-containing vinyl monomers include 2-aminoethyl (meth)acrylate, 2-(N-methylamino)ethyl (meth)acrylate, and 2-(N,N-dimethylamino)ethyl (meth)acrylate.

グリシジル基含有ビニルモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸グリシジルが挙げられる。 Examples of glycidyl group-containing vinyl monomers include glycidyl (meth)acrylate.

シアノ基含有ビニルモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリロニトリルが挙げられる。 Examples of cyano group-containing vinyl monomers include (meth)acrylonitrile.

アセトアセトキシ基含有ビニルモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸アセトアセトキシエチルが挙げられる。 Examples of acetoacetoxy group-containing vinyl monomers include acetoacetoxyethyl (meth)acrylate.

ビニルエステル類としては、例えば、酢酸ビニル、および、プロピオン酸ビニルが挙げられる。 Examples of vinyl esters include vinyl acetate and vinyl propionate.

芳香族ビニルモノマーとしては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、ビニルトルエン、および、クロロスチレンが挙げられる。 Aromatic vinyl monomers include, for example, styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, vinyltoluene, and chlorostyrene.

N-置換不飽和カルボン酸アミドとしては、例えば、N-メチロール(メタ)アクリルアミドが挙げられる。N-置換不飽和カルボン酸アミドとして、好ましくは、N-メチロールアクリルアミドが挙げられる。 An example of an N-substituted unsaturated carboxylic acid amide is N-methylol (meth)acrylamide. A preferred example of an N-substituted unsaturated carboxylic acid amide is N-methylol acrylamide.

複素環式ビニル化合物としては、例えば、ビニルピロリドンが挙げられる。 Examples of heterocyclic vinyl compounds include vinylpyrrolidone.

ハロゲン化ビニリデン化合物としては、例えば、塩化ビニリデン、および、フッ化ビニリデンが挙げられる。 Examples of vinylidene halide compounds include vinylidene chloride and vinylidene fluoride.

α-オレフィン類としては、例えば、エチレン、および、プロピレンが挙げられる。 Examples of α-olefins include ethylene and propylene.

ジエン類としては、例えば、ブタジエンが挙げられる。 Examples of dienes include butadiene.

架橋性ビニルモノマーとしては、例えば、2つ以上のビニル基を含有するビニルモノマーが挙げられる。2つ以上のビニル基を含有するビニルモノマーとしては、例えば、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、ジビニルベンゼン、ポリエチレングリコール鎖含有ジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリストールトリアクリレート、および、ペンタエリストールテトラアクリレートが挙げられる。 Examples of crosslinkable vinyl monomers include vinyl monomers containing two or more vinyl groups, such as methylenebis(meth)acrylamide, divinylbenzene, polyethylene glycol chain-containing di(meth)acrylate, trimethylolpropane tetraacrylate, pentaerythritol triacrylate, and pentaerythritol tetraacrylate.

共重合性モノマーとして、好ましくは、官能基含有ビニルモノマーが挙げられる。共重合性モノマーとして、より好ましくは、水酸基含有ビニルモノマーが挙げられる。 Preferably, the copolymerizable monomer is a functional group-containing vinyl monomer. More preferably, the copolymerizable monomer is a hydroxyl group-containing vinyl monomer.

共重合性モノマーは、単独使用または2種類以上併用することができる。 Copolymerizable monomers can be used alone or in combination of two or more types.

共重合性モノマーの含有割合は、水溶性重合体原料に対して、例えば、1質量%以上、好ましくは、5質量%以上、また、例えば、60質量%以下、好ましくは、40質量%以下、より好ましくは、20質量%以下、さらに好ましくは、15質量%以下、とりわけ好ましくは、10質量%以下である。The content of the copolymerizable monomer is, for example, 1% by mass or more, preferably 5% by mass or more, and, for example, 60% by mass or less, preferably 40% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, even more preferably 15% by mass or less, and particularly preferably 10% by mass or less, relative to the water-soluble polymer raw material.

[水溶性重合体の製造方法]
水溶性重合体は、水溶性重合体原料を、公知の方法で重合することにより得られる。
[Method of producing a water-soluble polymer]
The water-soluble polymer can be obtained by polymerizing a water-soluble polymer raw material by a known method.

具体的には、例えば、水に、水溶性重合体原料および重合開始剤を配合し、水溶性重合体原料を重合させ、その後、必要に応じて、エージングする。 Specifically, for example, water-soluble polymer raw materials and a polymerization initiator are mixed with water, the water-soluble polymer raw materials are polymerized, and then aging is performed if necessary.

重合開始剤としては、特に制限されないが、例えば、水溶性開始剤、油溶性開始剤、および、レドックス系開始剤が挙げられる。水溶性開始剤としては、例えば、過硫酸塩(例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム)、過酸化水素、および、有機ハイドロパーオキサイド、4,4’-アゾビス(4-シアノ吉草酸が挙げられる。油溶性開始剤としては、例えば、過酸化ベンゾイル、および、アゾビスイソブチロニトリルが挙げられる。 The polymerization initiator is not particularly limited, and examples thereof include water-soluble initiators, oil-soluble initiators, and redox initiators. Examples of water-soluble initiators include persulfates (e.g., ammonium persulfate, potassium persulfate), hydrogen peroxide, organic hydroperoxides, and 4,4'-azobis(4-cyanovaleric acid ) . Examples of oil-soluble initiators include benzoyl peroxide and azobisisobutyronitrile.

重合開始剤としては、好ましくは、水溶性開始剤、より好ましくは、過硫酸塩、さらに好ましくは、過硫酸アンモニウムが挙げられる。 Preferably, the polymerization initiator is a water-soluble initiator, more preferably a persulfate, and even more preferably ammonium persulfate.

重合開始剤の配合割合は、水溶性重合体原料100質量部に対して、例えば、0.01質量部以上、好ましくは、0.1質量部以上、より好ましくは、0.2質量部以上、さらに好ましくは、0.5質量部以上、また、例えば、3質量部以下、好ましくは、1質量部以下である。The proportion of the polymerization initiator is, for example, 0.01 parts by mass or more, preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 0.2 parts by mass or more, even more preferably 0.5 parts by mass or more, and for example, 3 parts by mass or less, preferably 1 part by mass or less, per 100 parts by mass of the water-soluble polymer raw material.

重合開始剤は、単独使用または2種類以上併用することができる。 Polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more types.

重合温度は、常圧下において、例えば、30℃以上、好ましくは、50℃以上、例えば、95℃以下、好ましくは、85℃以下である。また、重合時間が、例えば、0.5時間以上、好ましくは、1.5時間以上、また、例えば、20時間以下、好ましくは、10時間以下である。The polymerization temperature under atmospheric pressure is, for example, 30°C or higher, preferably 50°C or higher, and for example, 95°C or lower, preferably 85°C or lower. The polymerization time is, for example, 0.5 hours or higher, preferably 1.5 hours or higher, and for example, 20 hours or lower, preferably 10 hours or lower.

エージング時間は、例えば、0.5時間以上、好ましくは、1.5時間以上、また、例えば、8時間以下、好ましくは、6時間以下である。 The aging time is, for example, 0.5 hours or more, preferably 1.5 hours or more, and, for example, 8 hours or less, preferably 6 hours or less.

また、上記の重合においては、製造安定性の向上を図る観点から、pH調整剤、金属イオン封止剤(例えば、エチレンジアミン四酢酸およびその塩)、例えば、分子量調節剤(連鎖移動剤)(例えば、メルカプタン類、低分子ハロゲン化合物)などの公知の添加剤を適宜の割合で配合することができる。 In addition, in the above polymerization, known additives such as pH adjusters, metal ion sequestering agents (e.g., ethylenediaminetetraacetic acid and its salts), and molecular weight regulators (chain transfer agents) (e.g., mercaptans, low-molecular-weight halogen compounds) can be blended in appropriate proportions in order to improve production stability.

また、上記の重合前または重合後には、アンモニアなどの中和剤を配合し、pHを5以上11以下の範囲に調整することもできる。 In addition, a neutralizing agent such as ammonia can be added before or after the above polymerization to adjust the pH to a range of 5 or more and 11 or less.

これにより、水溶性重合体原料の重合体として、水溶性重合体、水溶性重合体を含む水溶液として得られる。 As a result, a water-soluble polymer is obtained as a polymer of the water-soluble polymer raw material in the form of an aqueous solution containing the water-soluble polymer.

水溶性重合体を含む水溶液の固形分濃度は、例えば、10質量%以上、また、例えば、50質量%以下である。 The solids concentration of the aqueous solution containing the water-soluble polymer is, for example, 10% by mass or more, and, for example, 50% by mass or less.

上記したように、水溶性重合体は、反応性界面活性剤と、酸性基含有ビニルモノマーとを含む水溶性重合体原料を重合してなる。As described above, the water-soluble polymer is obtained by polymerizing a water-soluble polymer raw material containing a reactive surfactant and an acidic group-containing vinyl monomer.

そのため、水溶性重合体は、反応性界面活性剤に由来する第1構成単位と、酸性基含有ビニルモノマーに由来する第2構成単位とを含む。 Therefore, the water-soluble polymer contains a first structural unit derived from a reactive surfactant and a second structural unit derived from an acidic group-containing vinyl monomer.

第1構成単位の含有割合は、水溶性重合体において、3質量%以上、好ましくは、密着性をより一層向上させる観点から、5質量%以上、また、30質量%以下、好ましくは、20質量%以下、より好ましくは、15質量%以下、さらに好ましくは、10質量%以下、とりわけ好ましくは、9質量%以下である。 The content of the first structural unit in the water-soluble polymer is 3% by mass or more, preferably 5% by mass or more from the viewpoint of further improving adhesion, and 30% by mass or less, preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, even more preferably 10% by mass or less, and particularly preferably 9% by mass or less.

第1構成単位の含有割合が、上記下限以上であれば、耐熱性、透気性、および、密着性を向上することができる。 If the content ratio of the first structural unit is above the above lower limit, heat resistance, air permeability, and adhesion can be improved.

一方、第1構成単位の含有割合が、上記下限未満であれば、耐熱性、透気性、および、密着性が低下する。 On the other hand, if the content ratio of the first structural unit is less than the above lower limit, heat resistance, air permeability, and adhesion will decrease.

また、第1構成単位の含有割合が、上記上限以下であれば、耐熱性、透気性、および、密着性を向上することができる。 Furthermore, if the content ratio of the first structural unit is below the above upper limit, heat resistance, air permeability, and adhesion can be improved.

一方、第1構成単位の含有割合が、上記上限を超過すると、耐熱性、透気性、および、密着性が低下する。 On the other hand, if the content ratio of the first structural unit exceeds the above upper limit, heat resistance, air permeability, and adhesion will decrease.

なお、第1構成単位の含有割合は、反応性界面活性剤の仕込み量から算出することができる。つまり、第1構成単位の含有割合は、上記した水溶性重合体原料に対する反応性界面活性剤の含有割合と同義である。The content ratio of the first constitutional unit can be calculated from the amount of reactive surfactant charged. In other words, the content ratio of the first constitutional unit is synonymous with the content ratio of the reactive surfactant relative to the water-soluble polymer raw material described above.

また、第2構成単位の含有割合は、水溶性重合体において、3質量%以上、好ましくは、5質量%以上、また、19質量%以下、好ましくは、耐熱性および密着性をより向上させる観点から、15質量%以下、より好ましくは、10質量%以下である。 In addition, the content of the second structural unit in the water-soluble polymer is 3% by mass or more, preferably 5% by mass or more, and 19% by mass or less, preferably 15% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, from the viewpoint of further improving heat resistance and adhesion.

第2構成単位の含有割合が、上記下限以上であれば、耐熱性、透気性、および、密着性を向上することができる。 If the content ratio of the second structural unit is above the above lower limit, heat resistance, air permeability, and adhesion can be improved.

一方、第2構成単位の含有割合が、上記下限未満であれば、耐熱性、透気性、および、密着性が低下する。 On the other hand, if the content ratio of the second structural unit is less than the above lower limit, heat resistance, air permeability, and adhesion will decrease.

また、第2構成単位の含有割合が、上記上限以下であれば、耐熱性、透気性、および、密着性を向上することができる。 Furthermore, if the content ratio of the second structural unit is below the above upper limit, heat resistance, air permeability, and adhesion can be improved.

一方、第2構成単位の含有割合が、上記上限を超過すると、耐熱性、透気性、および、密着性が低下する。 On the other hand, if the content ratio of the second structural unit exceeds the above upper limit, heat resistance, air permeability, and adhesion will decrease.

なお、第2構成単位の含有割合は、酸性基含有ビニルモノマーの仕込み量から算出することができる。つまり、第2構成単位の含有割合は、上記した水溶性重合体原料に対する酸性基含有ビニルモノマーの含有割合と同義である。The content of the second structural unit can be calculated from the amount of the acidic group-containing vinyl monomer charged. In other words, the content of the second structural unit is synonymous with the content of the acidic group-containing vinyl monomer relative to the water-soluble polymer raw material described above.

また、水溶性重合体において、第2構成単位に対する第1構成単位の質量比(第1構成単位/第2構成単位)は、例えば、0.1以上、好ましくは、0.2以上、より好ましくは、0.3以上、また、例えば、15.0以下、好ましくは、10.0以下、より好ましくは、7.0以下、さらに好ましくは、5.0以下である。 Furthermore, in the water-soluble polymer, the mass ratio of the first structural unit to the second structural unit (first structural unit/second structural unit) is, for example, 0.1 or more, preferably 0.2 or more, more preferably 0.3 or more, and for example, 15.0 or less, preferably 10.0 or less, more preferably 7.0 or less, and even more preferably 5.0 or less.

上記質量比が、上記下限以上および上記上限以下であれば、耐熱性、透気性、および、密着性を向上することができる。 If the above mass ratio is above the above lower limit and below the above upper limit, heat resistance, air permeability, and adhesion can be improved.

また、水溶性重合体原料が、アミド基含有ビニルモノマーを含む場合には、水溶性重合体は、アミド基含有ビニルモノマーに由来する第3構成単位を含む。 Furthermore, if the water-soluble polymer raw material contains an amide group-containing vinyl monomer, the water-soluble polymer contains a third structural unit derived from the amide group-containing vinyl monomer.

第3構成単位の含有割合は、水溶性重合体において、例えば、20質量%以上、好ましくは、40質量%以上、より好ましくは、45質量%以上、さらに好ましくは、耐熱性、透気性、および、密着性をより一層向上させる観点から、51質量%以上、とりわけ好ましくは、60質量%以上、最も好ましくは、70質量%以上、また、例えば、94質量%以下、好ましくは、80質量%以下である。 The content of the third structural unit in the water-soluble polymer is, for example, 20% by mass or more, preferably 40% by mass or more, more preferably 45% by mass or more, and even more preferably, from the viewpoint of further improving heat resistance, air permeability, and adhesion, 51% by mass or more, particularly preferably 60% by mass or more, most preferably 70% by mass or more, and, for example, 94% by mass or less, preferably 80% by mass or less.

第3構成単位の含有割合が、上記下限以上であれば、耐熱性、透気性、および、密着性を向上することができる。 If the content ratio of the third structural unit is above the above lower limit, heat resistance, air permeability, and adhesion can be improved.

また、第3構成単位の含有割合が、上記上限以下であれば、耐熱性、透気性、および、密着性を向上することができる。 Furthermore, if the content ratio of the third structural unit is below the above upper limit, heat resistance, air permeability, and adhesion can be improved.

なお、第3構成単位の含有割合は、アミド基含有ビニルモノマーの仕込み量から算出することができる。つまり、第3構成単位の含有割合は、上記した水溶性重合体原料に対するアミド基含有ビニルモノマーの含有割合と同義である。The content of the third structural unit can be calculated from the amount of the amide group-containing vinyl monomer charged. In other words, the content of the third structural unit is synonymous with the content of the amide group-containing vinyl monomer relative to the water-soluble polymer raw material described above.

水溶性重合体原料が、共重合性モノマーを含む場合には、水溶性重合体は、共重合性モノマーに由来する第4構成単位を含む。 If the water-soluble polymer raw material contains a copolymerizable monomer, the water-soluble polymer contains a fourth structural unit derived from the copolymerizable monomer.

第4構成単位の含有割合は、水溶性重合体において、例えば、1質量%以上、好ましくは、5質量%以上、また、例えば、60質量%以下、好ましくは、40質量%以下、より好ましくは、20質量%以下、さらに好ましくは、15質量%以下、とりわけ好ましくは、10質量%以下である。 The content of the fourth structural unit in the water-soluble polymer is, for example, 1% by mass or more, preferably 5% by mass or more, and, for example, 60% by mass or less, preferably 40% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, even more preferably 15% by mass or less, and particularly preferably 10% by mass or less.

第4構成単位の含有割合が、上記下限以上であれば、耐熱性、透気性、および、密着性を向上することができる。 If the content ratio of the fourth structural unit is above the above lower limit, heat resistance, air permeability, and adhesion can be improved.

また、第4構成単位の含有割合が、上記上限以下であれば、耐熱性、透気性、および、密着性を向上することができる。 Furthermore, if the content ratio of the fourth structural unit is below the above upper limit, heat resistance, air permeability, and adhesion can be improved.

なお、第4構成単位の含有割合は、共重合性モノマーの仕込み量から算出することができる。つまり、第4構成単位の含有割合は、上記した水溶性重合体原料に対する共重合性モノマーの含有割合と同義である。The content ratio of the fourth structural unit can be calculated from the amount of copolymerizable monomer charged. In other words, the content ratio of the fourth structural unit is synonymous with the content ratio of the copolymerizable monomer relative to the water-soluble polymer raw material described above.

水溶性重合体は、好ましくは、第1構成単位および第2構成単位とともに、第3構成単位および第4構成単位を含む。 The water-soluble polymer preferably includes a first structural unit and a second structural unit, as well as a third structural unit and a fourth structural unit.

また、水溶性重合体のガラス転移温度は、例えば、120℃以上、耐熱性を向上させる観点から、好ましくは、150℃以上、より好ましくは、180℃以上、さらに好ましくは、200℃以上、とりわけ好ましくは、210℃以上、最も好ましくは、220℃以上、また、例えば、300℃以下である。 The glass transition temperature of the water-soluble polymer is, for example, 120°C or higher, and from the viewpoint of improving heat resistance, it is preferably 150°C or higher, more preferably 180°C or higher, even more preferably 200°C or higher, particularly preferably 210°C or higher, and most preferably 220°C or higher, and is, for example, 300°C or lower.

上記ガラス転移温度は、例えば、TA Instruments社製 Discovery DSC2500により測定することができる。 The above glass transition temperature can be measured, for example, using a Discovery DSC2500 manufactured by TA Instruments.

以上より、水溶性重合体を含む二次電池セパレータ用コート材原料が得られる。 From the above, a coating material raw material for secondary battery separators containing a water-soluble polymer is obtained.

そして、二次電池セパレータ用コート材原料は、反応性界面活性剤に由来する第1構成単位と、酸性基含有ビニルモノマーに由来する第2構成単位とを、それぞれ、所定の割合で含む水溶性重合体を含む。そのため、耐熱性、透気性および密着性に優れる。そして、このような二次電池セパレータ用コート材原料は、とりわけ、二次電池セパレータ用コート材の製造において、好適に用いることができる。The coating material raw material for secondary battery separators contains a water-soluble polymer containing a first structural unit derived from a reactive surfactant and a second structural unit derived from an acidic group-containing vinyl monomer, each in a specific proportion. This results in excellent heat resistance, air permeability, and adhesion. This coating material raw material for secondary battery separators is particularly suitable for use in the production of coating materials for secondary battery separators.

<二次電池セパレータ用コート材>
二次電池セパレータ用コート材は、二次電池セパレータ用コート材原料と、無機粒子とを含む。
<Coating material for secondary battery separators>
The coating material for a secondary battery separator contains a raw material for a coating material for a secondary battery separator and inorganic particles.

無機粒子としては、例えば、酸化物、窒化物、炭化物、硫酸物、水酸化物、および、チタン酸カリウムが挙げられる。酸化物としては、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、マグネシア、セリア、イットリア、酸化亜鉛、および、酸化鉄が挙げられる。窒化物としては、例えば、窒化ケイ素、窒化チタン、および、窒化ホウ素が挙げられる。炭化物としては、例えば、シリコンカーバイド、および、炭酸カルシウムが挙げられる。硫酸物としては、例えば、硫酸マグネシウム、および、硫酸アルミニウムが挙げられる。水酸化物としては、例えば、水酸化アルミニウム、および、水酸化酸化アルミニウムが挙げられる。ケイ酸物としては、例えば、タルク、カオリナイト、ディカイト、ナクライト、ハロイサイト、パイロフィライト、モンモリロナイト、セリサイト、マイカ、アメサイト、ベントナイト、アスベスト、ゼオライト、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ藻土、ケイ砂、および、ガラスが挙げられる。無機粒子として、好ましくは、水酸化物が挙げられる。無機粒子として、より好ましくは、水酸化酸化アルミニウムが挙げられる。 Inorganic particles include, for example, oxides, nitrides, carbides, sulfates, hydroxides, and potassium titanate. Oxides include, for example, alumina, silica, titania, zirconia, magnesia, ceria, yttria, zinc oxide, and iron oxide. Nitrides include, for example, silicon nitride, titanium nitride, and boron nitride. Carbides include, for example, silicon carbide and calcium carbonate. Sulfates include, for example, magnesium sulfate and aluminum sulfate. Hydroxides include, for example, aluminum hydroxide and aluminum oxide hydroxide. Silicates include, for example, talc, kaolinite, dickite, nacrite, halloysite, pyrophyllite, montmorillonite, sericite, mica, amesite, bentonite, asbestos, zeolite, calcium silicate, magnesium silicate, diatomaceous earth, silica sand, and glass. Hydroxides are preferred inorganic particles. More preferably, the inorganic particles include aluminum oxide hydroxide.

無機粒子の平均粒子径は、例えば、0.1μm以上、好ましくは、0.5μm以上、また、例えば、5μm以下、好ましくは、1μm以下である。 The average particle diameter of the inorganic particles is, for example, 0.1 μm or more, preferably 0.5 μm or more, and, for example, 5 μm or less, preferably 1 μm or less.

無機粒子の平均粒子径の測定方法は、レーザー回折・散乱式粒子径分布測定装置により粒子径分布曲線を作成し、50質量%相当粒子径を算出することにより求めることができる。 The average particle size of inorganic particles can be measured by creating a particle size distribution curve using a laser diffraction/scattering particle size distribution measuring device and calculating the particle size equivalent to 50% by mass.

無機粒子は、単独使用または2種類以上併用することができる。 Inorganic particles can be used alone or in combination of two or more types.

無機粒子の配合割合は、二次電池セパレータ用コート材原料100質量部に対して、例えば、1000質量部以上、また、例えば、10000質量部以下、好ましくは、5000質量部以下である。 The blending ratio of inorganic particles is, for example, 1,000 parts by mass or more, and, for example, 10,000 parts by mass or less, preferably 5,000 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the coating material raw material for secondary battery separators.

そして、二次電池セパレータ用コート材を製造するには、まず、水に、無機粒子、および、必要により、分散剤を配合し、無機粒子分散液を調製する。分散剤を配合する場合には、二次電池セパレータ用コート材は、分散剤を含む。To produce a coating material for secondary battery separators, first, inorganic particles and, if necessary, a dispersant are mixed with water to prepare an inorganic particle dispersion. If a dispersant is mixed, the coating material for secondary battery separators contains the dispersant.

分散剤としては、例えば、ポリカルボン酸アンモニウム、ポリカルボン酸ナトリウムが挙げられる。分散剤として、好ましくは、ポリカルボン酸アンモニウムが挙げられる。 Examples of dispersants include ammonium polycarboxylate and sodium polycarboxylate. Preferred dispersants include ammonium polycarboxylate.

分散剤の配合割合は、無機粒子100質量部に対して、例えば、0.5質量部以上、好ましくは、1質量部以上、また、例えば、10質量部以下、好ましくは、5質量部以下である。The blending ratio of the dispersant is, for example, 0.5 parts by mass or more, preferably 1 part by mass or more, and, for example, 10 parts by mass or less, preferably 5 parts by mass or less, per 100 parts by mass of inorganic particles.

分散剤は、単独使用または2種類以上併用することができる。 Dispersants can be used alone or in combination of two or more types.

次いで、無機粒子分散液に、二次電池セパレータ用コート材原料を配合し、撹拌する。 Next, the raw materials for the coating material for secondary battery separators are added to the inorganic particle dispersion and stirred.

撹拌方法は、特に限定されず、例えば、ボールミル、ビーズミル、遊星ボールミル、振動ボールミル、サンドミル、コロイドミル、アトライター、ロールミル、高速インペラー分散、ディスパーザー、ホモジナイザー、高速衝撃ミル、超音波分散、および、撹拌羽根が挙げられる。 The stirring method is not particularly limited, and examples include a ball mill, bead mill, planetary ball mill, vibrating ball mill, sand mill, colloid mill, attritor, roll mill, high-speed impeller dispersion, disperser, homogenizer, high-speed impact mill, ultrasonic dispersion, and stirring blade.

また、二次電池セパレータ用コート材には、必要により、親水性樹脂、湿潤剤、消泡剤、pH調剤などの添加剤を、適宜の割合で配合することができる。つまり、二次電池セパレータ用コート材は、必要により、添加剤を含む。 Furthermore, additives such as hydrophilic resins, wetting agents, antifoaming agents, and pH adjusters can be blended in appropriate proportions into the coating material for secondary battery separators as needed. In other words, the coating material for secondary battery separators contains additives as needed.

これら添加剤は、単独使用または2種類以上併用することができる。 These additives can be used alone or in combination of two or more types.

また、詳しくは後述するが、この二次電池セパレータ用コート材では、濡れ剤を配合しなくても、耐熱性および密着性を向上できる。そのため、好ましくは、二次電池セパレータ用コート材に、濡れ剤を配合しない。換言すれば、二次電池セパレータ用コート材は、好ましくは、実質的に、濡れ剤を含まない。二次電池セパレータ用コート材が、実質的に、濡れ剤を含まないとは、濡れ剤の含有割合が、二次電池セパレータ用コート材に対して、例えば、0.1質量%以下、好ましくは、0.01質量%以下、より好ましくは、0.001質量%以下であることを意味する。Furthermore, as will be described in more detail below, this secondary battery separator coating material can improve heat resistance and adhesion without incorporating a wetting agent. Therefore, preferably, the secondary battery separator coating material does not incorporate a wetting agent. In other words, the secondary battery separator coating material preferably does not substantially contain a wetting agent. "The secondary battery separator coating material does not substantially contain a wetting agent" means that the wetting agent content is, for example, 0.1% by mass or less, preferably 0.01% by mass or less, and more preferably 0.001% by mass or less, relative to the secondary battery separator coating material.

これにより、二次電池セパレータ用コート材(二次電池セパレータ用コート材の水分散液)が得られる。 This results in a coating material for secondary battery separators (aqueous dispersion of coating material for secondary battery separators).

二次電池セパレータ用コート材の水分散液の固形分濃度は、例えば、10質量%以上、好ましくは、20質量%以上、より好ましくは、30質量%以上、また、例えば、50質量%以下である。 The solids concentration of the aqueous dispersion of the coating material for secondary battery separators is, for example, 10% by mass or more, preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, and, for example, 50% by mass or less.

二次電池セパレータ用コート材は、上記二次電池セパレータ用コート材原料を含む。そのため耐熱性、透気性および密着性に優れる。そして、このような二次電池セパレータ用コート材は、とりわけ、二次電池セパレータの製造において、好適に用いることができる。 The coating material for a secondary battery separator contains the above-mentioned raw material for the coating material for a secondary battery separator. Therefore , the coating material for a secondary battery separator has excellent heat resistance, air permeability, and adhesion. Furthermore, such a coating material for a secondary battery separator is particularly suitable for use in the production of secondary battery separators.

<二次電池セパレータ>
二次電池セパレータは、多孔膜と、多孔膜の少なくとも片面に配置される二次電池セパレータ用コート材の塗布膜とを備える。
<Secondary battery separator>
The secondary battery separator includes a porous membrane and a coating film of a coating material for a secondary battery separator that is disposed on at least one surface of the porous membrane.

[多孔膜]
多孔膜としては、例えば、ポリオレフィン多孔膜、および、芳香族ポリアミド多孔膜が挙げられる。ポリオレフィン多孔膜としては、例えば、ポリエチレン多孔膜およびポリプロピレン多孔膜が挙げられる。多孔膜として、好ましくは、ポリオレフィン多孔膜が挙げられる。多孔膜は、必要に応じて、表面処理されていてもよい。表面処理としては、例えば、コロナ処理およびプラズマ処理が挙げられる。
[Porous membrane]
Examples of the porous membrane include a polyolefin porous membrane and an aromatic polyamide porous membrane. Examples of the polyolefin porous membrane include a polyethylene porous membrane and a polypropylene porous membrane. A preferred example of the porous membrane is a polyolefin porous membrane. The porous membrane may be surface-treated as needed. Examples of the surface treatment include corona treatment and plasma treatment.

多孔膜の厚みは、例えば、1μm以上、好ましくは、5μm以上、また、例えば、40μm以下、好ましくは、20μm以下である。 The thickness of the porous membrane is, for example, 1 μm or more, preferably 5 μm or more, and, for example, 40 μm or less, preferably 20 μm or less.

[塗布膜]
塗布膜は、多孔膜に耐熱性を付与するための耐熱層である。塗布膜は、二次電池セパレータ用コート材からなる。
[Coating film]
The coating film is a heat-resistant layer for imparting heat resistance to the porous film, and is made of a coating material for a secondary battery separator.

塗布膜の厚みは、例えば、1μm以上、好ましくは、3μm以上、また、例えば、10μm以下、好ましくは、8μm以下である。 The thickness of the coating film is, for example, 1 μm or more, preferably 3 μm or more, and, for example, 10 μm or less, preferably 8 μm or less.

[二次電池セパレータの製造方法]
二次電池セパレータの製造方法は、多孔膜を準備する第1工程、および、多孔膜の少なくとも片面に、セパレータ用コート材を塗布する第2工程を備える。
[Method for manufacturing secondary battery separator]
The method for manufacturing a secondary battery separator includes a first step of preparing a porous membrane, and a second step of applying a separator coating material to at least one surface of the porous membrane.

(第1工程)
第1工程では、多孔膜を準備する。
(1st step)
In the first step, a porous membrane is prepared.

(第2工程)
第2工程では、多孔膜の少なくとも片面に、二次電池セパレータ用コート材(二次電池セパレータ用コート材の水分散液)を塗布し、その後、必要により、乾燥させ、これにより塗布膜を得る。
(Second process)
In the second step, a coating material for a secondary battery separator (aqueous dispersion of a coating material for a secondary battery separator) is applied to at least one surface of the porous membrane, and then dried as necessary to obtain a coating film.

塗布方法としては、特に制限がなく、例えば、グラビアコーター法、小径グラビアコーター法、リバースロールコーター法、トランスファロールコーター法、キスコーター法、ディップコーター法、マイクログラビアコート法、ナイフコーター法、エアドクタコーター法、ブレードコーター法、ロッドコーター法、スクイズコーター法、キャストコーター法、ダイコーター法、スクリーン印刷法、および、スプレー塗布法が挙げられる。 There are no particular restrictions on the application method, and examples include gravure coater method, small diameter gravure coater method, reverse roll coater method, transfer roll coater method, kiss coater method, dip coater method, microgravure coat method, knife coater method, air doctor coater method, blade coater method, rod coater method, squeeze coater method, cast coater method, die coater method, screen printing method, and spray application method.

乾燥温度は、例えば、40℃以上、また、例えば、80℃以下である。 The drying temperature is, for example, 40°C or higher and, for example, 80°C or lower.

これにより、多孔膜と、多孔膜の少なくとも片面に配置される上記した二次電池セパレータ用コート材の塗布膜とを備えた二次電池セパレータが製造される。 This produces a secondary battery separator comprising a porous membrane and a coating film of the above-mentioned secondary battery separator coating material placed on at least one side of the porous membrane.

なお、上記した説明では、多孔膜の少なくとも片面に、二次電池セパレータ用コート材の塗布膜を配置したが、多孔膜の両面に、上記の塗布膜を配置することもできる。 In the above explanation, a coating film of a coating material for a secondary battery separator is placed on at least one side of the porous membrane, but the above coating film can also be placed on both sides of the porous membrane.

この二次電池セパレータは、上記した二次電池セパレータ用コート材の塗布膜を備える。そのため、耐熱性、透気性および密着性に優れる。そして、このような二次電池セパレータは、とりわけ、二次電池の製造において、好適に用いることができる。 This secondary battery separator has a coating film of the above-mentioned secondary battery separator coating material. Therefore, it has excellent heat resistance, air permeability, and adhesion. Furthermore, such a secondary battery separator is particularly suitable for use in the manufacture of secondary batteries.

<二次電池>
二次電池は、正極と、負極と、正極および負極の間に配置される上記の二次電池セパレータと、正極、負極および上記の二次電池セパレータに含浸される電解質とを備える。
<Secondary battery>
The secondary battery comprises a positive electrode, a negative electrode, the above-mentioned secondary battery separator disposed between the positive electrode and the negative electrode, and an electrolyte impregnated in the positive electrode, the negative electrode, and the above-mentioned secondary battery separator.

正極としては、例えば、正極用集電体と、正極用集電体に積層される正極活物質とを備える公知の電極が用いられる。 As the positive electrode, for example, a known electrode comprising a positive electrode current collector and a positive electrode active material laminated on the positive electrode current collector is used.

正極用集電体としては、例えば、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、ニッケル、焼成炭素、導電性高分子、導電性ガラスの導電材料が挙げられる。 Examples of conductive materials for the positive electrode current collector include aluminum, titanium, stainless steel, nickel, baked carbon, conductive polymers, and conductive glass.

正極活物質としては、特に制限されないが、例えば、リチウム含有遷移金属酸化物、リチウム含有リン酸塩、リチウム含有硫酸塩などの公知の正極活物質が挙げられる。 The positive electrode active material is not particularly limited, but examples include known positive electrode active materials such as lithium-containing transition metal oxides, lithium-containing phosphates, and lithium-containing sulfates.

これら正極活物質は、単独使用または2種類以上併用することができる。 These positive electrode active materials can be used alone or in combination of two or more types.

負極としては、例えば、負極用集電体と、負極用集電体に積層される負極活物質とを備える公知の電極が用いられる。 As the negative electrode, for example, a known electrode comprising a negative electrode current collector and a negative electrode active material laminated on the negative electrode current collector is used.

負極用集電体としては、例えば、銅やニッケルの導電材料が挙げられる。 Examples of negative electrode current collectors include conductive materials such as copper and nickel.

負極活物質としては、特に制限されないが、炭素活物質が挙げられる。炭素活物質としては、例えば、グラファイト、ソフトカーボン、ハードカーボンが挙げられる。 The negative electrode active material is not particularly limited, but may be a carbon active material. Examples of carbon active materials include graphite, soft carbon, and hard carbon.

これら負極活物質は、単独使用または2種類以上併用することができる。 These negative electrode active materials can be used alone or in combination of two or more types.

電解質として、二次電池として、リチウムイオン電池が採用される場合には、例えば、リチウム塩が、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、エチルメチルカーボネート(EMC)などのカーボネート化合物に溶解された溶液が挙げられる。 When a lithium ion battery is used as the secondary battery, the electrolyte may be, for example, a solution in which lithium salt is dissolved in a carbonate compound such as ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), or ethyl methyl carbonate (EMC).

そして、二次電池を製造するには、例えば、二次電池のセパレータを、正極と、負極との間に挟み込み、これらを電池筐体(セル)に収容して、電解質を電池筐体に注入する。
これにより、二次電池を得ることができる。
To manufacture a secondary battery, for example, a separator for the secondary battery is sandwiched between a positive electrode and a negative electrode, and these are housed in a battery casing (cell), and an electrolyte is injected into the battery casing.
In this way, a secondary battery can be obtained.

上記の二次電池は、上記の二次電池セパレータを備えているため、耐熱性、透気性および密着性に優れる。 The above secondary battery is equipped with the above secondary battery separator, and therefore has excellent heat resistance, air permeability, and adhesion.

<作用効果>
二次電池セパレータ用コート材原料は、反応性界面活性剤に由来する第1構成単位と、酸性基含有ビニルモノマーに由来する第2構成単位とを、それぞれ、所定の割合で含む水溶性重合体を含む。そのため、耐熱性、透気性および密着性に優れる。
<Action and effect>
The coating material raw material for secondary battery separators contains a water-soluble polymer containing a first constitutional unit derived from a reactive surfactant and a second constitutional unit derived from an acidic group-containing vinyl monomer in a predetermined ratio, and therefore has excellent heat resistance, air permeability, and adhesion.

詳しくは、耐熱性および密着性を向上させる観点から、上記二次電池セパレータ用コート材原料を含む二次電池セパレータ用コート材に、濡れ剤を配合することが検討される。 Specifically, from the perspective of improving heat resistance and adhesion, it is being considered to incorporate a wetting agent into a coating material for secondary battery separators containing the above-mentioned raw materials for the coating material for secondary battery separators.

これにより、二次電池セパレータ用コート材が、多孔膜の表面に、より多く定着し、耐熱性および密着性を向上させることができる。しかし、濡れ剤を配合すると、遊離の濡れ剤が、多孔膜に浸透し、透気性が低下する。This allows the secondary battery separator coating material to adhere more firmly to the surface of the porous membrane, improving heat resistance and adhesion. However, when a wetting agent is added, free wetting agent penetrates the porous membrane, reducing its air permeability.

これに対して、二次電池セパレータ用コート材原料は、反応性界面活性剤に由来する第1構成単位を含むとともに、酸性基含有ビニルモノマーに由来する第2構成単位を、それぞれ、所定の割合で含む水溶性重合体を含む。 In contrast, the coating material raw material for secondary battery separators contains a water-soluble polymer that contains a first structural unit derived from a reactive surfactant and a second structural unit derived from an acidic group-containing vinyl monomer, each in a predetermined proportion.

これにより、二次電池セパレータ用コート材に、濡れ剤を配合しなくても、耐熱性および密着性を向上させることができるとともに、濡れ剤を配合しないため、上記した遊離の濡れ剤による透気性の低下を抑制でき、その結果、透気性を向上できる。 This allows the heat resistance and adhesion of the coating material for secondary battery separators to be improved without the need for a wetting agent. Furthermore, because no wetting agent is added, the reduction in air permeability caused by the free wetting agent described above can be suppressed, resulting in improved air permeability.

二次電池セパレータ用コート材は、上記二次電池セパレータ用コート材原料を含む。そのため、耐熱性、透気性および密着性に優れる。 The coating material for secondary battery separators contains the above-mentioned raw materials for the coating material for secondary battery separators. Therefore, it has excellent heat resistance, air permeability, and adhesion.

二次電池セパレータは、上記二次電池セパレータ用コート材の塗布膜を備える。そのため、耐熱性、透気性および密着性に優れる。 The secondary battery separator is provided with a coating film of the above-mentioned secondary battery separator coating material. Therefore, it has excellent heat resistance, air permeability, and adhesion.

二次電池は、上記二次電池セパレータを備える。そのため耐熱性、透気性および密着性に優れる。 The secondary battery includes the secondary battery separator, and therefore has excellent heat resistance , air permeability, and adhesion.

次に、本発明を、実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明は、下記の実施例によって限定されるものではない。なお、「部」および「%」は、特に言及がない限り、質量基準である。また、以下の記載において用いられる配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値)または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値)に代替することができる。Next, the present invention will be described based on examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples. Note that "parts" and "%" are by mass unless otherwise specified. Furthermore, specific numerical values for blending ratios (content ratios), physical properties, parameters, etc. used in the following description can be substituted with the corresponding upper limit (a numerical value defined as "equal to or less than") or lower limit (a numerical value defined as "equal to or greater than") of the blending ratios (content ratios), physical properties, parameters, etc. described in the "Description of the Invention" above.

<成分の詳細>
以下の実施例および比較例に用いる有効成分の詳細を下記に示す。
SR-10:アデカリアソープ SR-10、上記式(2)で示される化合物(n=10)、エチレンオキサイドの付加モル数:10、ADEKA社製
SR-20:アデカリアソープ SR-20、上記式(2)で示される化合物(n=20)、エチレンオキサイドの付加モル数:20、ADEKA社製
ER-10:アデカリアソープ ER-10、上記式(4)で示される化合物(n=10)、エチレンオキサイドの付加モル数:10、ADEKA社製
ER-20:アデカリアソープ ER-20、上記式(4)で示される化合物(n=20)、エチレンオキサイドの付加モル数:20、ADEKA社製
ER-30:アデカリアソープ ER-30、上記式(4)で示される化合物(n=30)、エチレンオキサイドの付加モル数:30、ADEKA社製
ER-40:アデカリアソープ ER-40、上記式(4)で示される化合物(n=40)、エチレンオキサイドの付加モル数:40、ADEKA社製
KH-05:アクアロンKH-05:上記式(4)で示される化合物(n=5)、エチレンオキサイドの付加モル数:5、第一工業製薬株式会社製
Mam:メタクリル酸
Mac:メタクリルアミド
HEMA:2-ヒドロキシエチルメタクリレート
<Ingredient details>
Details of the active ingredients used in the following examples and comparative examples are shown below.
SR-10: ADEKA REASOAP SR-10, compound represented by the above formula (2) (n=10), number of moles of ethylene oxide added: 10, manufactured by ADEKA Corporation SR-20: ADEKA REASOAP SR-20, compound represented by the above formula (2) (n=20), number of moles of ethylene oxide added: 20, manufactured by ADEKA Corporation ER-10: ADEKA REASOAP ER-10, compound represented by the above formula (4) (n=10), number of moles of ethylene oxide added: 10, manufactured by ADEKA Corporation ER-20: ADEKA REASOAP ER-20, compound represented by the above formula (4) (n=20), number of moles of ethylene oxide added: 20, manufactured by ADEKA Corporation ER-30: ADEKA REASOAP ER-30, a compound represented by the above formula (4) (n=30), number of moles of ethylene oxide added: 30, manufactured by ADEKA Corporation; ER-40: Adeka Reasoap; ER-40, a compound represented by the above formula (4) (n=40), number of moles of ethylene oxide added: 40, manufactured by ADEKA Corporation; KH-05: Aqualon KH-05, a compound represented by the above formula (4) (n=5), number of moles of ethylene oxide added: 5, manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.; Mam: methacrylic acid; Mac: methacrylamide; HEMA: 2-hydroxyethyl methacrylate

<二次電池セパレータ用コート材原料、二次電池セパレータ用コート材および二次電池セパレータの製造>
実施例1
[二次電池セパレータ用コート材原料の製造]
攪拌機、還流冷却付きのセパラブルフラスコに、蒸留水を392.0質量部仕込み、窒素ガスで置換した後、80℃に昇温した。次いで、過硫酸アンモニウムを0.6質量部添加してから、SR-10、Mac、MamおよびHEMAを第1構成単位~第4構成単位が、表1に記載した割合となるように水に溶解させ、アンモニア水で一部中和して3時間かけて連続的に添加し、さらに3時間保持して、重合を完結させた。水を適量加え、固形分が15.0質量%である水溶性重合体の水溶液を得た。水溶性重合体のpHは6.0であった。これにより、水溶性重合体を含む二次電池セパレータ用コート材原料を製造した。
<Production of raw material for coating material for secondary battery separator, coating material for secondary battery separator , and secondary battery separator>
Example 1
[Production of coating material raw material for secondary battery separator]
A separable flask equipped with a stirrer and reflux condenser was charged with 392.0 parts by mass of distilled water, which was then purged with nitrogen gas and heated to 80°C. Next, 0.6 parts by mass of ammonium persulfate was added, and SR-10, Mac, Mam, and HEMA were dissolved in water so that the first to fourth structural units were in the proportions listed in Table 1. The solution was partially neutralized with aqueous ammonia and continuously added over 3 hours, and then maintained for another 3 hours to complete the polymerization. An appropriate amount of water was added to obtain an aqueous solution of a water-soluble polymer with a solids content of 15.0% by mass. The pH of the water-soluble polymer was 6.0. This produced a coating material raw material for a secondary battery separator containing a water-soluble polymer.

[二次電池セパレータ用コート材の製造]
無機粒子として、水酸化酸化アルミニウム(大明化学社製、ベーマイト GradeC06、粒子径:0.7μm)100質量部、分散剤として、ポリカルボン酸アンモニウム水溶液(サンノプコ社製、SNディスパーサント5468)3.0質量部(固形分換算)を、110質量部の水に均一に分散させて、無機粒子分散液を調製した。
[Production of coating material for secondary battery separator]
An inorganic particle dispersion was prepared by uniformly dispersing 100 parts by mass of aluminum hydroxide oxide (manufactured by Taimei Chemical Industry Co., Ltd., boehmite Grade C06, particle size: 0.7 μm) as inorganic particles and 3.0 parts by mass (solid content equivalent) of an aqueous solution of ammonium polycarboxylate (manufactured by San Nopco Ltd., SN Dispersant 5468) as a dispersant in 110 parts by mass of water.

次いで、この無機粒子分散液に、上記二次電池セパレータ用コート材原料を固形分換算で5質量部となるよう添加し、固形分が40質量%となるよう水を加え、15分間撹拌した。これにより、二次電池セパレータ用コート材を製造した。Next, the above-mentioned secondary battery separator coating material raw material was added to this inorganic particle dispersion in an amount equivalent to 5 parts by mass of solids, and water was added to make the solids content 40% by mass, followed by stirring for 15 minutes. This produced a secondary battery separator coating material.

[二次電池セパレータの製造]
(第1工程)
多孔膜として、ポリオレフィン樹脂多孔膜を準備した。具体的には、ポリオレフィン樹脂多孔膜として、品番SW509C+(膜厚9.6μm、空隙率40.6%、透気度158g/100ml、面密度5.5g/m、常州星源新能源材料有限公司)を準備した。
次いで、ポリオレフィン樹脂多孔膜の表面を、A4サイズにカットした。
[Manufacturing of secondary battery separator]
(1st step)
A polyolefin resin porous membrane was prepared as the porous membrane. Specifically, the polyolefin resin porous membrane was SW509C+ (film thickness 9.6 μm, porosity 40.6%, air permeability 158 g/100 ml, surface density 5.5 g/m 2 , Changzhou Xingyuan New Energy Materials Co., Ltd.).
Next, the surface of the polyolefin resin porous film was cut into an A4 size.

(第2工程)
ポリオレフィン樹脂多孔膜の表面(片面)に、ワイヤーバーを用いて、二次電池セパレータ用コート材(二次電池セパレータ用コート材の水分散液)を塗工した。その後、50℃で乾燥した。これにより、ポリオレフィン樹脂多孔膜の表面(片面)に、塗布膜(厚み5μm)を形成した。これにより、二次電池セパレータを製造した。
(Second process)
A coating material for a secondary battery separator (aqueous dispersion of a coating material for a secondary battery separator) was applied to the surface (one side) of the polyolefin resin porous membrane using a wire bar. Then, the coating material was dried at 50°C. As a result, a coating film (thickness 5 μm) was formed on the surface (one side) of the polyolefin resin porous membrane. As a result, a secondary battery separator was produced.

実施例2~実施例20、および、比較例1~比較例8
実施例1と同様の手順に基づいて、二次電池セパレータ用コート材原料、二次電池セパレータ用コート材および二次電池セパレータを製造した。但し、第1構成単位~第4構成単位が、表1~表3に記載した割合となるように、各成分の処方を変更した。
Examples 2 to 20 and Comparative Examples 1 to 8
A coating material raw material for a secondary battery separator, a coating material for a secondary battery separator, and a secondary battery separator were produced based on the same procedure as in Example 1. However, the formulation of each component was changed so that the first to fourth constitutional units were in the proportions shown in Tables 1 to 3.

<評価>
[水溶性重合体のガラス転移温度]
各実施例および各比較例の水溶性重合体について、ガラス転移温度を測定した。具体的には、TA Instruments社製 Discovery DSC2500を用い、測定条件1;R.T/300℃(1分保持)/-90℃(3分保持);昇温速度50℃/min、降温速度10℃/min、2nd昇温速度10℃/min、窒素雰囲気下にて測定した。その結果を表1~表3に示す。
[耐熱性]
各実施例および各比較例の二次電池セパレータを5cm×5cmに切り出し、これを試験片とした。この試験片を150℃×1時間オーブン内に放置した後、各辺の長さを測定し、熱収縮率を算出した。耐熱性に関して、以下の基準で評価した。その結果を表1~表3に示す。
(基準)
◎:熱収縮率が、5%未満であった。
○:熱収縮率が、5%以上20%未満であった。
△:熱収縮率が、20%以上50%未満であった。
×:熱収縮率が、50%以上であった。
<Evaluation>
[Glass transition temperature of water-soluble polymer]
The glass transition temperatures of the water-soluble polymers of each Example and Comparative Example were measured. Specifically, a Discovery DSC2500 manufactured by TA Instruments was used under measurement condition 1: R.T./300°C (held for 1 minute)/-90°C (held for 3 minutes); temperature increase rate 50°C/min, temperature decrease rate 10°C/min, second temperature increase rate 10°C/min, under a nitrogen atmosphere. The results are shown in Tables 1 to 3.
[Heat resistance]
The secondary battery separators of each example and comparative example were cut into 5 cm x 5 cm pieces to serve as test specimens. After leaving these test specimens in an oven at 150°C for 1 hour, the lengths of each side were measured and the thermal shrinkage rate was calculated. Heat resistance was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Tables 1 to 3.
(standard)
⊚: The heat shrinkage rate was less than 5%.
Good: The heat shrinkage rate was 5% or more and less than 20%.
Δ: The heat shrinkage rate was 20% or more and less than 50%.
×: The heat shrinkage rate was 50% or more.

[透気性]
各実施例および各比較例の二次電池セパレータについて、旭精工社製の王研式透気度平滑度試験機により、JIS-P-8117に準じて、透気度を測定した。透気度が小さいほど、透気性に優れると評価できる。透気性に関して、以下の基準で評価した。その結果を表1~表3に示す。
(基準)
◎:透気度が、210s/100ml未満であった。
○:透気度が、210s/100ml以上250s/100ml未満であった。
×:透気度が、250s/100ml以上であった。
[Air permeability]
The air permeability of the secondary battery separators of each example and each comparative example was measured in accordance with JIS-P-8117 using an Oken-type air permeability and smoothness tester manufactured by Asahi Seiko Co., Ltd. The lower the air permeability, the better the air permeability can be evaluated. The air permeability was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Tables 1 to 3.
(standard)
⊚: Air permeability was less than 210 s/100 ml.
Good: The air permeability was 210 s/100 ml or more and less than 250 s/100 ml.
×: The air permeability was 250 s/100 ml or more.

[密着性]
各実施例および各比較例の二次電池セパレータについて、密着性を測定した。具体的には、二次電池セパレータにおける塗布膜を、消しゴムでこすった。密着性に関して、以下の基準で評価した。その結果を表1~表3に示す。
(基準)
◎:400g重で5回こすってもはがれなかった。
○:400g重で5回未満こすったらはがれた。
×:100g重でこすったらはがれた。
[Adhesion]
The adhesion of the secondary battery separators of each Example and Comparative Example was measured. Specifically, the coating film on the secondary battery separator was rubbed with an eraser. The adhesion was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Tables 1 to 3.
(standard)
⊚: No peeling occurred even after rubbing five times with a load of 400 g.
○: Peeled off after rubbing less than 5 times with a load of 400 g.
×: Peeled off when rubbed with a load of 100 g.

なお、上記発明は、本発明の例示の実施形態として提供したが、これは単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。当該技術分野の当業者によって明らかな本発明の変形例は、後記請求の範囲に含まれるものである。 The above invention is provided as an exemplary embodiment of the present invention, but this is merely an example and should not be interpreted as limiting. Modifications of the present invention that are obvious to those skilled in the art are intended to be included within the scope of the following claims.

本発明の二次電池セパレータ用コート材原料、二次電池セパレータ用コート材、二次電池セパレータは、例えば、二次電池の製造において、好適に用いることができる。本発明の二次電池は、例えば、各種デバイスおよび自動車において、好適に用いることができる。 The coating material raw material for secondary battery separators, the coating material for secondary battery separators, and the secondary battery separators of the present invention can be suitably used, for example, in the manufacture of secondary batteries. The secondary batteries of the present invention can be suitably used, for example, in various devices and automobiles.

Claims (10)

水溶性重合体を含み、
前記水溶性重合体は、反応性界面活性剤に由来する第1構成単位と、酸性基含有ビニルモノマーに由来する第2構成単位とを含み、
前記第1構成単位の含有割合が、前記水溶性重合体において、3質量%以上30質量%以下であり、
前記第2構成単位の含有割合が、前記水溶性重合体において、3質量%以上19質量%以下である、二次電池セパレータ用コート材原料。
comprising a water-soluble polymer,
the water-soluble polymer comprises a first constitutional unit derived from a reactive surfactant and a second constitutional unit derived from an acidic group-containing vinyl monomer,
the content of the first constitutional unit in the water-soluble polymer is 3% by mass or more and 30% by mass or less,
A coating material raw material for a secondary battery separator, wherein the content of the second constitutional unit in the water-soluble polymer is 3% by mass or more and 19% by mass or less.
前記水溶性重合体のガラス転移温度が、150℃以上である、請求項1に記載の二次電池セパレータ用コート材原料。 A coating material raw material for secondary battery separators as described in claim 1, wherein the water-soluble polymer has a glass transition temperature of 150°C or higher. 前記水溶性重合体が、さらに、アミド基含有ビニルモノマーに由来する第3構成単位を含み、
前記第3構成単位の含有割合が、前記水溶性重合体において、51質量%以上94質量%以下である、請求項1に記載の二次電池セパレータ用コート材原料。
the water-soluble polymer further contains a third constitutional unit derived from an amide group-containing vinyl monomer,
2 . The coating material raw material for a secondary battery separator according to claim 1 , wherein the content of the third constitutional unit in the water-soluble polymer is 51% by mass or more and 94% by mass or less.
前記反応性界面活性剤が、エーテルサルフェート型のアニオン反応性界面活性剤である、請求項1に記載の二次電池セパレータ用コート材原料。 A coating material raw material for secondary battery separators as described in claim 1, wherein the reactive surfactant is an ether sulfate type anionic reactive surfactant. 前記エーテルサルフェート型のアニオン反応性界面活性剤が、エチレンオキサイド付加物である、請求項4に記載の二次電池セパレータ用コート材原料。 A coating material raw material for secondary battery separators as described in claim 4, wherein the ether sulfate type anionic reactive surfactant is an ethylene oxide adduct. 前記反応性界面活性剤が、エチレンオキサイド付加型のノニオン反応性界面活性剤である、請求項1に記載の二次電池セパレータ用コート材原料。 A coating material raw material for secondary battery separators as described in claim 1, wherein the reactive surfactant is an ethylene oxide adduct type nonionic reactive surfactant. エチレンオキサイドの付加モル数が、5モル以上30モル以下である、請求項5に記載の二次電池セパレータ用コート材原料。 A coating material raw material for secondary battery separators as described in claim 5, wherein the number of moles of ethylene oxide added is 5 moles or more and 30 moles or less. 請求項1に記載の二次電池セパレータ用コート材原料および無機粒子を含む、二次電池セパレータ用コート材。 A coating material for a secondary battery separator, comprising the coating material raw material for a secondary battery separator according to claim 1 and inorganic particles. 多孔膜と、
前記多孔膜の少なくとも片面に配置される請求項8に記載のセパレータ用コート材の塗布膜とを備える、二次電池セパレータ。
A porous membrane;
A secondary battery separator comprising: a coating film of the separator coating material according to claim 8 disposed on at least one surface of the porous membrane.
正極と、負極と、前記正極および前記負極の間に配置される請求項9に記載される二次電池セパレータとを備える、二次電池。 A secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and the secondary battery separator described in claim 9 disposed between the positive electrode and the negative electrode.
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